王洪虎

【摘要】數(shù)控機(jī)床返回參考點(diǎn)故障是數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)故障之一，本文主要介紹了數(shù)控機(jī)床參考點(diǎn)的作用，返回參考點(diǎn)的方式及原理，數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)的故障分析及維修方法。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床 參考點(diǎn) 故障 維修方法

一、參考點(diǎn)的作用

數(shù)控機(jī)床零件加工是建立在機(jī)床零點(diǎn)之上的。數(shù)控機(jī)床零點(diǎn)是機(jī)床坐標(biāo)系的零點(diǎn)，它由機(jī)床廠家事先確定的。但這僅僅是機(jī)械意義上的，計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)還是不能識(shí)別，即數(shù)控系統(tǒng)并不知道以哪一點(diǎn)作為基準(zhǔn)對(duì)機(jī)床工作臺(tái)的位置進(jìn)行跟蹤、顯示等。為了讓系統(tǒng)識(shí)別機(jī)床原點(diǎn)，以建立機(jī)床坐標(biāo)系，需要附設(shè)一個(gè)參考點(diǎn)。機(jī)床參考點(diǎn)是數(shù)控機(jī)床上一個(gè)特殊位置的點(diǎn)，該點(diǎn)通常位于機(jī)床正向極限點(diǎn)附近，它與機(jī)床零點(diǎn)的轉(zhuǎn)換關(guān)系可以在數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)中設(shè)定。因此機(jī)床找到參考點(diǎn)位置，也就確定了該坐標(biāo)軸的零點(diǎn)位置，數(shù)控系統(tǒng)就建立起了機(jī)床坐標(biāo)系，可以進(jìn)行正常的加工工作。數(shù)控機(jī)床在接通電源后要做回零的操作，就是因?yàn)樵跈C(jī)床斷電后，失去了對(duì)各坐標(biāo)位置的記憶，所以在接通電源后，必須讓各坐標(biāo)軸回到機(jī)床一固定點(diǎn)上，這一固定點(diǎn)就是機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)或零點(diǎn)，也稱機(jī)床參考點(diǎn)。使機(jī)床回到這一固定點(diǎn)的操作稱為回參考點(diǎn)或回零操作。

數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)的好處如下：

（1）系統(tǒng)通過(guò)返回參考點(diǎn)來(lái)確定機(jī)床的原點(diǎn)位置，以正確建立機(jī)床坐標(biāo)系。

（2）螺距誤差補(bǔ)償及反向間隙補(bǔ)償有效，軟極限行程保護(hù)有效。

回參考點(diǎn)是數(shù)控機(jī)床的重要功能之一，能否正確地返回參考點(diǎn)，將會(huì)影響到零件的加工質(zhì)量。同時(shí)，由于數(shù)控機(jī)床是多刀作業(yè)，每一把刀具的刀位點(diǎn)安裝位置不可能調(diào)整到同一坐標(biāo)點(diǎn)上，因此就需要用刀具補(bǔ)償來(lái)校正，如加工中心刀具的長(zhǎng)度補(bǔ)償和數(shù)控車床車刀刀尖的位置補(bǔ)償，這種刀具偏置的補(bǔ)償量也是通過(guò)刀位點(diǎn)的實(shí)際位置與由參考點(diǎn)確立的基本坐標(biāo)系比較后補(bǔ)償?shù)玫降摹?/p>

二、數(shù)控機(jī)床返回參考點(diǎn)的方式

不同的CNC系統(tǒng)，其返回參考點(diǎn)的動(dòng)作細(xì)節(jié)會(huì)有所不同，但一般來(lái)說(shuō)，都是先通過(guò)減速行程開(kāi)關(guān)粗定位，然后再由精定位開(kāi)關(guān)或編碼器零位脈沖精定位兩個(gè)步驟。根據(jù)回參考點(diǎn)的動(dòng)作步驟不同，有以下三種回參考點(diǎn)方式：

（1）軸向預(yù)定點(diǎn)方向快速運(yùn)動(dòng)，擋塊壓下零點(diǎn)開(kāi)關(guān)后減速向前繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，直到擋塊脫離零點(diǎn)開(kāi)關(guān)后，數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)始尋找零點(diǎn)，當(dāng)接收到第一個(gè)零點(diǎn)脈沖時(shí)，便以確定參考點(diǎn)位置。

（2）軸快速按預(yù)定方向運(yùn)動(dòng)，擋塊壓向零點(diǎn)開(kāi)關(guān)后，反向減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)又脫離零點(diǎn)開(kāi)關(guān)時(shí)，軸再改變方向，向參考點(diǎn)方向移動(dòng)，當(dāng)擋塊再次壓下零點(diǎn)開(kāi)關(guān)時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)始尋找零點(diǎn)，當(dāng)接收到第一個(gè)零點(diǎn)脈沖，便以確定參考點(diǎn)位置。

（3）軸快速按預(yù)定方向運(yùn)動(dòng)，擋塊壓向零點(diǎn)開(kāi)關(guān)后，不需等待擋塊脫離零點(diǎn)開(kāi)關(guān)，立即減速，當(dāng)速度降為設(shè)定低速后，即開(kāi)始尋找零點(diǎn)，當(dāng)接收到第一個(gè)零點(diǎn)脈沖時(shí)，立即停止。

采用何種方式或如何運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)都是通過(guò)PLC的程序編制和數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床參數(shù)設(shè)定決定的，軸的運(yùn)動(dòng)速度也是在機(jī)床參數(shù)中設(shè)定的，數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)的過(guò)程是PLC系統(tǒng)與數(shù)控系統(tǒng)配合完成的。

三、回參考點(diǎn)過(guò)程中常見(jiàn)故障診斷及修理方法

數(shù)控機(jī)床回不了參考點(diǎn)的故障常見(jiàn)一般有以下幾種情況：一是零點(diǎn)開(kāi)關(guān)出現(xiàn)問(wèn)題；二是編碼器出現(xiàn)問(wèn)題；三是系統(tǒng)測(cè)量板出現(xiàn)問(wèn)題；四是零點(diǎn)開(kāi)關(guān)與硬（軟）限位置太近；五是系統(tǒng)參數(shù)丟失等等。

（一）找不到參考點(diǎn)（通常會(huì)導(dǎo)致機(jī)床超程報(bào)警）的故障診斷及修理方法

表現(xiàn)形式一：是機(jī)床回零過(guò)程無(wú)減速動(dòng)作。原因分析：通過(guò)數(shù)控機(jī)床返回參考點(diǎn)的原理分析，粗定位的減速行程開(kāi)關(guān)沒(méi)有動(dòng)作，多數(shù)原因?yàn)闇p速開(kāi)關(guān)及接線故障。這時(shí)需根據(jù)先機(jī)械后電氣的維修原則，首先檢查減速撞塊是否松動(dòng)，然后檢查減速開(kāi)關(guān)至系統(tǒng)的連接電路是否斷路等。？表現(xiàn)形式二：工作臺(tái)回參考點(diǎn)過(guò)程中觀察到有減速，但以關(guān)斷速度移動(dòng)直到觸及限位開(kāi)關(guān)而停機(jī)，沒(méi)有找到參考點(diǎn)，歸參考點(diǎn)操作失敗。原因分析：減速行程開(kāi)關(guān)有動(dòng)作，但測(cè)量系統(tǒng)在減速開(kāi)關(guān)恢復(fù)接通到機(jī)床碰到限位開(kāi)關(guān)期間，沒(méi)有捕捉到一轉(zhuǎn)信號(hào)或基準(zhǔn)信號(hào)。具體講，有兩種可能：一種是檢測(cè)元件在回參考點(diǎn)操作中沒(méi)有發(fā)出一轉(zhuǎn)信號(hào)，或該脈沖在傳輸或處理中丟失，或測(cè)量系統(tǒng)發(fā)生了硬件故障，對(duì)該脈沖信號(hào)無(wú)識(shí)別或處理能力，對(duì)第種情況可用跟蹤法對(duì)該信號(hào)的傳輸通道進(jìn)行分段檢查，看檢測(cè)元件是否有一轉(zhuǎn)信號(hào)發(fā)出，或信號(hào)在哪個(gè)環(huán)節(jié)丟失，從而采取相應(yīng)對(duì)策；另一種可能由于傳動(dòng)誤差等原因，使得一轉(zhuǎn)信號(hào)剛錯(cuò)過(guò)，在等待下一個(gè)一轉(zhuǎn)信號(hào)的過(guò)程中，坐標(biāo)軸觸及到限位開(kāi)關(guān)，所以只好停機(jī)。對(duì)第種情況，可能是零點(diǎn)開(kāi)關(guān)與硬（軟）限位置太近，可試著適當(dāng)調(diào)整限位開(kāi)關(guān)或減速開(kāi)關(guān)與參考點(diǎn)位置標(biāo)記間的距離，即可消除故障。

（二）找不準(zhǔn)參考點(diǎn)（即返回參考點(diǎn)有偏差）的？故障診斷及修理方法

表現(xiàn)形式是機(jī)床在返回參考點(diǎn)過(guò)程中有減速，也有制動(dòng)到零的過(guò)程，但停止位置不準(zhǔn)確且無(wú)規(guī)律，或與參考點(diǎn)正確位置前移或后移一個(gè)絲杠螺距（即相當(dāng)編碼器一轉(zhuǎn)的機(jī)床位移量的偏差）。

原因分析：對(duì)于前種情況，常常是由于減速開(kāi)關(guān)（參考點(diǎn)開(kāi)關(guān)）或壓塊松動(dòng)、低速設(shè)置太低、信號(hào)干擾等因素造成的？，出現(xiàn)后一種情況的原因是零點(diǎn)開(kāi)關(guān)與硬（軟）限位置太近，對(duì)于這種故障可適當(dāng)調(diào)整減速開(kāi)關(guān)的位置或修改偏移量參數(shù)，使一轉(zhuǎn)信號(hào)產(chǎn)生的時(shí)刻離減速信號(hào)從斷到通時(shí)相距約半個(gè)一轉(zhuǎn)信號(hào)產(chǎn)生的周期，即可消除故障。

四、結(jié)束語(yǔ)

數(shù)控機(jī)床不能正確返回參考點(diǎn)是數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)的故障之一，回參考點(diǎn)故障的診斷，應(yīng)事先搞清機(jī)床的回歸方式和特點(diǎn)，再根據(jù)故障現(xiàn)象，判斷哪個(gè)環(huán)節(jié)出了問(wèn)題，根據(jù)相應(yīng)的問(wèn)題，通過(guò)正確的調(diào)整和參數(shù)設(shè)置一般可使故障消除。

參考文獻(xiàn)：

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